انواع سقف کامپوزیت، ضخامت و نکات اجرای آن

در ساختمان سازی به هر نوع سقفی که در ساخت آن از پروفیل‌های فولادی و بتن مسلح استفاده می‌شود، سقف کامپوزیت گفته می‌شود. با توجه به اینکه برای ساخت این دال‌ها از ترکیبی از پروفیل‌ها و بتن استفاده می‌شود، به آن سقف ترکیبی، مرکب یا مختلط نیز گفته می‌شود. به طور معمول، بتن در این نوع سقف‌ها نقش پوشش را دارد. اجرای دال‌های مرکب بر روی ساختمان‌های اسکلت فولادی مناسب‌تر از سایر سازه‌ها است. در سقف های مرکب از یونولیت استفاده نمی‌شود. به همین دلیل، لازم است تا برای ایجاد یک سطح یکنواخت در زیر سقف، کل مساحت زیر سقف را رابیتس کاری کرد و یا سقف کاذب اجرا کرد.

میلگرد حرارتی و برشگیر، از پرکاربردترین اجزای مورد استفاده در ساخت دال‌های مرکب محسوب می‌شوند.

میلگردهای حرارتی به صورت یک شبکه بر روی دال گسترده می‌شوند. این شبکه که مش فولادی آجدار نام دارد، باعث یکپارچه سازی و مسلح شدن بتن شده و به این ترتیب مانع از ترک خوردن بتن می‌گردد. میلگردهای حرارتی باید به شکلی قرار داده شوند که فاصله بین آن‌ها ۲۰ تا ۳۰ سانتی‌متر باشد و همه سقف را پوشش دهند. آرماتورهای حرارتی می‌بایست حتماً دارای آج باشند. گرید آرماتور آجدار بسته به نظر مهندس پروژه می‌تواند از نوع A2 یا A3 در نظر گرفته شود. استفاده از گرید A2 معمولاً مورد قبول اکثر مهندسان محاسب است.

برشگیر سقف کامپوزیت

برشگیرها از دیگر اجزای مهم دال‌های مرکب هستند. به طور کلی، برای انواع سقف‌های مرکب، برشگیرها از نوع ناودانی می‌باشد. البته در بعضی پروژه‌ها، بجای ناودانی از قطعات نبشی استفاده می‌شود. استفاده از نبشی به دلایل مختلف نهی شده و توصیه نمی‌شود. از برشگیرها در امتداد تیرهای فرعی استفاده می‌شود و نقش آن‌ها اتصال یک دست و یکپارچگی تیرها و دال بتنی است. نوع دیگری از برشگیرها نیز وجود دارد که از آن برای اتصال ورق‌های پوششی به تیرهای فرعی استفاده می‌شود و به آن گل میخ می‌گویند.

همانطور که در بالا گفته شد، در ساخت دال‌های مختلط، از پروفیل ساختمانی و بتن استفاده می‌شود. بتن یک عضو ثابت در تمامی دال های مختلط است. اما پروفیل‌هایی که در ساخت این دال مورد استفاده قرار می‌گیرند، متنوع هستند. به عنوان مثال، می‌توان از ورق های فولادی موج‌دار، تیرآهن و یا میلگرد آجدار استفاده کرد. بسته به نوع پروفیل فولادی که برای ساخت و اجرای دال های کامپوزیت مورد استفاده قرار می‌گیرد، انواع مختلفی از این دال‌ها را خواهیم داشت. انواع دال مرکب عبارتند از:

1. سقف کامپوزیت فلزی.
2. سقف کامپوزیت سنتی.
3. سقف تیرچه کرومیت.
4. سقف عرشه فولادی که نوع پیشرفته دال کامپوزیت سنتی است.
5. سقف روفیکس.
6.  دال کامپوزیت تخت.
7. سقف کامپوزیت ساده که شامل برشگیر از نوع ناودانی، تیرهای فرعی و شبکه‌ میلگرد حرارتی است.

گاه این سوال برای برخی کاربران مطرح می‌شود که تفاوت سقف کامپوزیت و عرشه فولادی چیست؟ با توجه به توضیحاتی که در بالا گفته شد، سقف عرشه فولادی خود یکی از انواع سقف‌های کامپوزیت است. بنابراین، چنین سؤالی در کل نابجا است. سقف عرشه فولادی بهترین و کاربردی‌ترین نوع دال از میان انواع دال‌های مرکب است.

با توجه به اینکه انواع مختلفی از دال‌های کامپوزیت وجود دارد، نمی‌توان یک ضخامت ثابت و کلی برای این دال‌ها در نظر گرفت. بلکه در ساخت هر کدام باید یک ضخامت خاص در نظر گرفته شود. بر اساس اصول مهندسی، کمترین ضخامت برای دال بتنی در یک سقف مرکب می‌بایست ۸ سانتی‌متر باشد. از این گذشته معمولاً در سقف‌های مذکور برشگیرها را از ناودانی نمره ۶ انتخاب می‌کنند که دارای ارتفاعی برابر با 6 سانتی‌متر هستند. با اضافه کردن 2.5 سانتی‌متر پوشش بتنی که روی برشگیر قرار می‌گیرد، می‌توان ضخامت سقف را به دست آورد. در سقف‌های کامپوزیت مناسب برای پارکینگ‌ها، ضخامت دال بتنی می‌بایست در حدود 10 تا 12 سانتی متر در نظر گرفته شود. این موجب می‌شود تا ضخامت دال کامپوزیت خود به خود برای پارکینگ‌ها بیشتر شود.

دال بتنی نوعی سقف است که به صورت یک دست و یکپارچه و با استفاده از مصالح ساختمانی مانند بتن و فولاد ساخته می‌شود. اما مصالح مورد استفاده در ساخت آن، نسبت به دال کامپوزیت محدودتر است. از دال بتنی در سقف طبقات ساختمان‌ها استفاده می‌گردد و ضخامت آن در بیشتر مواقع بین 10 تا 50 سانتی متر متغیر است.

پلان تیر ریزی با توجه به نظر مهندس پروژه می‌تواند متغیر باشد. پلان تیر ریزی برای اساس نوع سازه (اسکلت فولادی یا بتنی)، مصالح مورد استفاده و نوع دال کامپوزیت، متغیر است. به طور معمول، در دال‌های کامپوزیت به منظور کم کردن مقدار سربار، تیرهای اصلی را در دهانه‌های کوتاه‌تر قرار می‌دهند. از این رو، تیرهای فرعی عمود بر آن‌ها (تیرهای اصلی) ودر جهت بلندتر قرا خواهند گرفت. البته اگرسقف بصورت شطرنجی اجرا گردد، این امر نقض شده و تیرهای فرعی باید در دهانه‌های کوتاه و بزرگ قرار داده شوند.

ارزیابی و تعیین دقیق بارهای ساختمانی وارد بر دال‌های مرکب، به منظور پیشگیری از شکست دال در حین ساخت و ساز بسیار مهم است. اگر چنین شکستی رخ دهد، نه تنها جان کارگران به خطر می‌افتد، بلکه خسارت های قابل توجهی نیز به همراه خواهد داشت. بنابراین، تعیین و محاسبه بارهای ساختمانی بسیار مهم است.

انواع بارهای ساختمانی که بر روی دال های مرکب وارد می‌شود به دو دسته عمده طبقه‌بندی می‌شوند:

1. بارهایی که در هنگام بتن ریزی بر دال وارد می‌آید.
2. بارهایی پس از بتن ریزی اعمال می‌شود.

1- بارهای ساختمانی تحمیل شونده در طول بتن ریزی

بارهای ساختمانی که در هنگام بتن‌ریزی بر سقف کامپوزیت اعمال می‌شود، شامل وزن کارگران، بتن تازه، خطوط لوله، قالب ها و عناصر باربر، وزن تجهیزات کوچک و نیروهای ضربه‌ای است. بنابراین، در این مورد بارهای ساختمانی که مهندس سازه در زمان طراحی باید در نظر بگیرد، شامل وزن کارگران بتن‌ریز است. تعداد کارگرانی که مسئول بتن‌ریزی هستند نباید بیشتر از 6 نفر باشد و فقط چهار نفر از آن‌ها باید در اطراف خروجی خط لوله باشد. کنترل تخلیه بتن در هنگام بتن‌ریزی نیز بسیار مهم است. استفاده از بتن اضافی باید با مشورت طراح سازه انجام شود تا بررسی شود که با توجه به طراحی، آیا اضافه کردن چنین باری به ساختمان مجاز است یا خیر.

2- بارهای ساختمانی وارد بر دال پس از بتن ریزی

پس از بتن‌ریزی، بارهای مختلفی بر دال وارد می‌آید. بارهایی مانند وزن بلوک های سیمانی، آجرها، وزن کیسه‌های سیمان و غیره. اگر وزنی که پس از بتن‌ریزی بر دال کامپوزیت وارد می شود، از 1.5KN/m²  تجاوز نکند، بار مازادی بر بتن وارد نمی‌آید. از این رو، تأثیر نامطلوبی بر روی دال بتنی که اخیراً قرار داده شده ایجاد نمی‌شود. با این حال، اگر چنین بارهایی بزرگ‌تر از 1.5KN/m² باشد، مقاومت بتن باید در نظر گرفته شود و تا زمانی که بتن به حدود 75 درصد مقاومت خود نرسد، نباید بارهای مازاد بر آن اعمال شود.

اگر اجرای دال کامپوزیت تا قبل از 28 روز بعد از بتن‌ریزی انجام شود، لازم است تا از طریق آزمایش بتن، مقاومت بتن را تعیین کنیم. طراحی سازه باید به نحوی صورت گیرد تا بارهایی که بعد از بتن‌ریزی بر سازه ساختمان اعمال می‌گردد، به تیرهای نگهدارنده وارد شود.

در صورت وجود بارهای سنگین ساختمانی، باید با طراح سازه مشورت شود و چنین بارهایی باید روی تیرها قرار گیرند. نمونه‌هایی از بارهای سنگین ساختمانی در امتداد بزرگی احتمالی اعمال شده بر روی دال کامپوزیت را می‌توان در جدول زیر مشاهده کرد. بارهای سنگین معمول که پس از بتن ریزی به کف کامپوزیت وارد می‌شود.

• در سقف‌های مرکبی که طول دهانه بالای 3 متر است یک ردیف شمع و برای دهانه‌های بالاتر از 6 متر دو ردیف شمع لازم است. شمع ها در فواصل مساوی و در زیر تیرها درج شود.
• در محل تقاطع سقف ها با دیوار برشی، از آرماتورهای L شکل 1 تا 2 متری، با قطر 10 تا 12 میلی متر استفاده شود. این کار به اتصال بهتر سقف و دیوار برشی کمک می کند.
• قبل از بتن‌ریزی سقف، فاصلۀ آرماتورها، جوش‌ها، برشگیرها، محل داکت‌ها و آرماتورهای تقویتی دور بازشوها کنترل شود.
• قبل از بتن ریزی، اطمینان حاصل شود که گوه‌های چوبی زیر قالب‌ها محکم باشد.
• جهت جلوگیری از پیشروی بتن در لبه های کار، لازم است تا تخته‌های چوبی پیرامونی با سیم کاملاً مهار شوند.
• به منظور افزایش عمر مفید سقف، محل داکت‌های تأسیسات با تخته یا یونولیت مشخص شود.
• به منظور جلوگیری از خراب شدن سقف در آینده، در اطراف بازشوهای بزرگ، آرماتورهای تقویتی قطری نصب شود.
• جهت اتصال بهتر سقف و دیوار، نیمی از میلگردها در بر روی سقف و نیم دیگرشان در داخل دیوار قرار داده شود.

مزیت ها

• امکان بتن‌ریزی چند سقف بطور همزمان.
• یکپارچگی سقف‌ها و اسکلت سازه.
• کاهش مصرف بتن و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی.
• وزن پایین سقف‌ها و در نتیجه سبک شدن وزن کلی سازه.
• مقاومت مناسب‌تر و بالاتر نسبت به دال‌هایی مانند سقف تیرچه کرومیت.
• کاهش مصرف مقاطع فولادی و در نتیجه صرفه جویی در هزینه‌های خرید فولاد.
• عایق صوتی مناسب؛ به دلیل قرار دادن بالشتک هوا بین دال و سقف کاذب زیر آن.
• فضای مناسب و سهولت اجرای تأسیسات ساختمان و همچنین لوله کشی‌های آب از فضای توخالی که بین تیرآهن‌های سقف وجود دارد.

معایب

• اجرای سقف کاذب در زیر سقف کامپوزیت معمولی، هزینه‌ها را کمی بالا می‌برد.
• اگر ضخامت سقف کم باشد، امکان لرزش در سقف وجود دارد.
• اجرای این دال به مدت زمان طولانی‌تری نیاز دارد.